基于无线传感器网络PEGASIS算法的一种改进方案

基于对LEACH算法分簇思想的研究,对PEGASIS算法进行了改进,提出了高能效的PEGASIS(HEE-PEGAS-IS)算法;新算法将网络划分成多个等宽区域,区域内节点成链,考虑节点剩余能量和节点与基站之间的距离,使各簇链的簇首节点依次成主链,由主链首节点与基站通信;仿真结果表明:与PEGASIS算法相比,改进后的算法能有效节省网络能量,延长无线传感器网络寿命,提高了数据传输总量。     

能量高效无线传感器网络时间同步算法

针对无线传感器网络（Wireless Sensor Network,WSN）能量受限的问题,提出一种基于双向报文交换同参考广播报文相结合的能量高效无线传感器网络时间同步算法。采用交替回复信息时间同步算法（Repeating Message Alternatively Time Synchronization,RMATS）,同步阶段网络内节点可根据规则进行选择性回复时间同步信息。仿真实验结果表明,该算法能有效减少时间同步过程中信息包的发送量,节省能量的同时保证一定的时间同步精度,均衡单个节点的能量消耗,适用于对特定区域或重要目标进行长期监视的无线传感器网络系统。     

基于动态规划的无线传感器网络路由优化策略

为解决以往设计的无线传感器网络路由算法存在的不足,提出一种适合无线传感器网络的最短距离-最小 能耗路由算法。依据无线传感器网络最常用的能量消耗模型,通过设置节点剩余能量的动态调节因子,基于动态规 划方法建立网络模型,在每个阶段根据节点剩余能量动态调整决策集合,选择最短距离-最小能耗路由,并采用 Omnet++仿真软件进行实验分析。结果表明：该算法相对简单,在一定程度上能减少无线传感器网络的能耗以及延 长生命周期。     

无线传感器网络中四元无线声阵列节点选择及目标定位算法

低成本、小型化的无线声传感器网络（WASN）的每个节点只配备一个麦克风而非麦克风阵列,针对随机抛撒的WASN区域外声源目标定位问题,依据声压衰减模型和几何定位机制,提出了四节点无线声阵列声源定位算法。在此基础上分析了声音衰减系数和阵列形状对定位精度的影响,进而选择以Y型阵列作为感知模型,当Y型阵列的中轴线与目标声源的夹角为60°～100°时,定位误差小于1 m. 依据仿真结果提出节点选择算法并进行了Y型阵列目标定位实验,结果表明,Y型无线声传感器阵列满足对无线传感器网络（WSN）抛撒区域外50 m处目标的预警需求。低成本、小型化的无线声传感器网络（WASN）的每个节点只配备一个麦克风而非麦克风阵列,针对随机抛撒的WASN区域外声源目标定位问题,依据声压衰减模型和几何定位机制,提出了四节点无线声阵列声源定位算法。在此基础上分析了声音衰减系数和阵列形状对定位精度的影响,进而选择以Y型阵列作为感知模型,当Y型阵列的中轴线与目标声源的夹角为60°～100°时,定位误差小于1 m. 依据仿真结果提出节点选择算法并进行了Y型阵列目标定位实验,结果表明,Y型无线声传感器阵列满足对无线传感器网络（WSN）抛撒区域外50 m处目标的预警需求。     

基于贪心原则的传感器网络多重覆盖增强算法

覆盖问题反映传感器网络的感知能力.许多应用场合需要对感兴趣区域进行多覆盖,然而目前大部分的算法仅解决了一重覆盖增强问题.提出了一种给邻域内的节点设置优先级并且依据局部贪心原则使得受虚拟力最大的节点率先移动的k重覆盖增强算法(KCEGA).利用k重覆盖判定算法(KCDA),计算节点自身周界覆盖度以及节点所受的虚拟力大小,并利用贪心原则提高节点移动效率,减少算法迭代次数.仿真结果表明:该方法较随机部署的传感器网络k重覆盖度有了大幅提升,且KCEGA比KCEA具有更快的收敛速度,节约了网络能量.     

事件驱动下的水下传感器节点布置

根据水下传感器网络特性,研究了水下传感器节点布置问题,建立了水下三维空间中事件驱动的传感器节点布置问题模型,优化了事件驱动下的三维水下传感器节点布置的算法。仿真结果表明:该算法使传感器节点自主趋向并覆盖事件,实现传感器节点分布密度与事件分布密度相匹配,该算法具有复杂度低、计算量小、收敛速度快优点。     

自组织网络区域覆盖协作控制算法

针对自组织网络区域覆盖控制算法覆盖效率低、能量消耗大以及传输可靠性差等问题,在分析自组织网络模型特点基础上,提出基于三角剖分的自组织网络元胞遗传区域覆盖协作控制算法。该算法以节点覆盖区域外部多边形顶点结构为基准,通过三角剖分形式将网络覆盖区域划分为若干子域;基于染色方案将子域顶点处节点定义为扫频节点,根据区域划分后信号频谱的不同确定集群范围;在考虑通信能耗和空闲能耗基础上,采用元胞遗传思想解决自组织网络节点功率控制方式。仿真结果表明,节点数量在100~500之间时,该算法相对于均衡速率区域覆盖算法、最小节点强屏障的分区构造算法、覆盖配置协议算法、多跳Ad Hoc无线网络的节能技术算法,覆盖效率至少提高3%,能量消耗至少减少2 J,平均端到端可靠度至少提高9.5%.     

能量平衡的三维传感器网络重部署算法

无线传感器网络的重部署问题是无线传感器网络研究中的重要基础问题。网络的重部署可以提高网络的覆盖率,从而提高网络的整体服务质量。本文提出了一种适用于三维空间且考虑整体网络能量平衡的重部署算法。用此算法对传统的虚拟力算法进行了拓展,将其应用于三维空间。基于此算法,对现有重部署算法中存在的节点能量不均衡问题及其导致的结果进行了分析,并以此为基础对传统的虚拟力算法进行了修正,进而解决了重部署过程少数节点能量消耗过大的问题。     

狭长域无线传感器网络动态能量均衡控制

针对基于连通支配集的无线传感器网络拓扑构造算法在狭长域环境应用中会存在能量失衡的问题,提出了狭长域无线传感器网络动态能量均衡控制方法。该方法基于A3、A3Cov、EECDS和CDS Rule K等经典拓扑构造算法,将节点动态能量均衡的方法融入到上述算法之中,并对介数中心性重要节点进行了缓冲管理。在狭长区域内布置随机网络,对基于介数缓冲的动态能量均衡拓扑控制算法进行了仿真分析。结果表明,该算法能够更加充分利用节点能量,延长了网络寿命,提高了狭长域无线传感器网络的整体性能。     

基于跳数量化的无线传感器网络节点定位算法

为提高无线传感器网络节点定位精度,提出一种基于跳数量化的定位(MDS-HE)算法。将网络中节点的一跳邻居节点集合分割成3个不相交的子集,根据跳环分割的相交区域面积来估算节点间的距离,从而将整数跳数转换成实数跳数,转换后节点间实数跳数更能准确地表示节点间的距离;将实数跳数矩阵应用于多维定标(MDS)算法中,并且引入扩展卡尔曼滤波算法对节点坐标进行准确定位。在节点随机布撒的网络中,对提出的算法进行了仿真和实验分析。仿真和实验结果表明：在不同节点数量情况下,MDS-HE算法的性能优于距离向量定位算法和经典MDS算法,而且在锚节点足够多的条件下,MDS-HE算法定位更加准确。